2017地球物理学基础作业07及参考答案

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1、2017年地球物理学基础第7次作业1.地幔对流-mantleconvectionGeothermics-地热学Heatconduction-热传导adiabaticGradiant-绝热梯度沉积层-SedimentarylayerForconvectiontooccur,therealtemperaturegradientmustexceedtheadiabaticgradient.However,thelossofheatbyconvectionreducesthedifferencebetweenthegradients.Accordingly,theadiabaticgradient

2、evolvesasaconvectingfluidcools.Animportanteffectofconvectionistokeepthetemperaturegradientclosetotheadiabaticgradient.ThisconditionisrealizedintheEarth’sfluidcore,whereconvectionisthemajormechanismofheattransport.Thermalconvectionisaugmentedbycompositionalconvectionrelatedtothesolidificationofthei

3、nnercore.Thecorefluidismadeupofiron,nickelandlowerdensityelements,e.g.,sulfur.Solidificationoftheinnercoreseparatesthedenseironfromthelower-densityelementsattheinnercoreboundary.Beinglessdensethanthecorefluid,theresidualmaterialsexperienceanupwardbuoyancyforce,resultinginacycleofcompositionallydri

4、venconvection.ThermalandcompositionalconvectionintheEarth’scoreeachactasasourceoftheenergyneededtodrivethegeomagneticfield,withcompositionalconvectionthemoreimportanttype.对流发生，真实的温度梯度必须超过绝热梯度。然而，通过对流使热量散失减少了这些梯度之间的差异。因此，绝热梯度发展成为一个对流流体冷却。对流的一个重要作用是保持温度梯度与绝热梯度相接近。这种情况在以对流为主要热传导机制的流体地核中得以实现。热对流是通过与内核

5、固化有关的成分对流增强的。地核的流体由铁、镍和一些低密度元素（如硫）组成。内核的固化将致密的铁与内边界的低密度元素分开。由于比地核流体的密度低，剩余物质受到一个向上的浮力，结果形成一个成分驱动对流循环。地核的热量和成分对流都是驱动地磁场所需的能量来源，而成分对流则更为重要。2.Explanationofnouns(35points)热流省：大陆或海洋中有一定热流的区域。热流：单位时间内，通过物体单位横截面积上的热量，一般用q表示。按照国际单位制，时间为s，面积为m2，热量取单位为焦耳（J），相应地热流密度单位为J/m2·sThermalconductivity（热导率）：在单位时间内，单位

6、温度梯度时，单位面积所通过的热量。它是直接表征物质导热能力的物理量，单位W/(m·K)。地热梯度：又称地温梯度、地热增温率。地球内部温度随深度的变化率，通常以℃/米表示或℃/100米。thermaldiffusivity（热扩散率）：热扩散率是热导率与容积热容之比。表征物体在加热或冷却过程中各部分温度趋向于一致的能力的综合参数。用来说明在不稳定的导热过程中温度变动速度的特性，单位是m2/s。Apparentresistivity（视电阻率）：由于大地是非均匀介质组成的，但在测定大地电阻率时，仍然按照测定均匀大地电阻率的方法和公式计算，由此得出的电阻率不是单个介质的真实电阻率，而是地下多种介

7、质的综合反映，即KUI。sSkindepth（趋肤深度）：在频率域电磁法中，一般把趋肤深度定义为电磁波振幅衰减为地面振幅的1/e时电磁波所传播的距离。3.Whataretheprocessesbywhichheatcanbetransferred?Whatistherelativeimportanceofeachprocessin(a)thecrust,(b)themantle,(c)theoutercore,a